Технико-экономические показатели:
Общая площадь — 124,8 кв.м
Жилая площадь — 74 кв.м
Площадь застройки — 119,4 кв.м
Строительный объем — 638 куб.м
Потребность в энергии на отопление -15 кВт*час на м2 в год
Коэффициент теплопроводности стен и крыши — 0,11 Вт(м2К)
Коэффициент теплопроводности пола — 0,10 Вт(м2К)
Коэффициент теплопроводности окон — 0,8 Вт(м2К)
Эффективность вентиляторов с рекуперацией — 85%
КОНЦЕПЦИЯ
Задание на проектирование разработано совместно архитектором, сертифицированным дизайнером Passivhaus, конструктором, технологом и заказчиком, имеющим инженерное образование и разобравшимся с принципами пассивного дома.
Совместно выбраны масштаб и пропорции дома, ему придана оптимальная для энергоэффективного здания форма. Организована связь внутреннего и внешнего пространств и композиция. Достигнуто гармоничное сочетание лидирующих инноваций в одной разработке.
Для обеспечения простоты, низких стоимости и трудоемкости обслуживания дома, выбраны инженерные системы, обладающие этими свойствами в силу своей конструкции.
Проверка соответствия энергетических характеристик дома стандарту Passivhaus, в ходе проектирования выполнялась методом моделирования в программе РНРР. Работа солнечных энергетических систем смоделирована в программе Polysun.
В результате создан привлекательный энергоэффективный устойчивый дом, бесшовно соединивший современные подходы к организации жилья, эффективные ресурсосберегающие методы проектирования и строительства, возобновляемые источники энергии, технологии управления и энергосбережения.
Реализация идеи заказчика — построить комфортабельный загородный дом для круглогодичного проживания в стиле modern barn, оптимизирована по векторам “соответствие пожеланиям”, “бюджет”, “скорость строительства”, “минимум перемещений и отходов в процессе строительства”, “минимум рабочих рук”, “минимум затрат на эксплуатацию”. В доме минимум импортных и дорогостоящих компонент, применены недорогие отечественные материалы. Практически все инженерные системы (солнечные коллекторы, теплоаккумулятор, вентиляторы с рекуперацией тепла, теплый пол) изготовлены на том же производстве, где сделан комплект деталей дома.
Полнота и наглядность документации, маркировка деталей домокомплекта обеспечивают руководителю строительства возможность быстро и адекватно оценить необходимые ресурсы и возвести здание в соответствии с чертежами. Комплект деталей дома и большая часть ответственных работ по монтажу и наладке инженерного оборудования выполняется в цеху. На стройплощадке практически исключены мокрые и другие формообразующие процессы, минимизированы количество труда и зависимость качества дома от квалификации рабочих.
Заданные концепцией цели достигнуты: выбранные технологические приемы (фундамент типа “утепленная шведская плита”, изготовленный в условиях цеха комплект деталей дома, сухие технологии отделки) обеспечивают минимальное воздействие на окружающую среду, соответствие критериям Passivhaus минимизирует эксплуатационные затраты, внешний вид и планировка отвечают пожеланиям заказчика.
АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ
Дом рассчитан на комфортное проживание семьи из 3-4 человек.
На первом этаже, в прихожей у входа, предусмотрено место для хранения сезонной обуви и вешалки для верхней одежды. Далее — холл с достаточным количеством кладовых и шкафов для одежды и других вещей. Спальня первого этажа может использоваться пожилыми членами семьи. Санузел с ванной, раковиной, туалетом, полками и шкафами, стиральной и сушильной машинами. Кухня, столовая, гостиная — единое пространство. Второй свет, витраж и высокий потолок над зоной гостиной создают простор и уют.
На втором этаже две спальни, которые могут использоваться как детские комнаты, их мансардные окна обеспечивают хороший уровень освещенности. Рядом полноценный санузел с ванной и открытый просторный холл в виде внутреннего балкона, который образует единое пространство со вторым светом гостиной. Может использоваться как кабинет, пространство для игр или место для совместного времяпрепровождения членов семьи.
Южный фасад используется с максимальной эффективностью, он полностью занят витражом, который зимой работает как солнечный коллектор и собирает максимальное количество солнечного тепла, а летом защищен от перегрева навесом. С этой же стороны спроектирован выход на террасу. Южный витраж и терраса обращены на реку. Восточные и западные окна — минимальных размеров и для предотвращения перегрева летом оборудованы наружными затеняющими устройствами. Вход в дом расположен с северной стороны.
Визуальный комфорт обеспечен видами на природу через витраж с затеняющим навесом, окнами с наружными жалюзи в нужных местах, осветительными приборами и тонами внутренней отделки.
Внутри дома широкие дверные проемы, пологая освещенная лестница с перилами и нет порогов, в достаточном количестве и необходимых местах окна и осветительные приборы, подключенная к интернету развитая автоматика и средства коммуникаций.
Инженерные системы дома компактно размещены в отдельном помещении, имеющим отдельный вход, усиленный каркас, стеллажи для монтажа оборудования и свою лестницу. В нем размещены, сверху вниз: напорные резервуары для холодной и горячей воды, трубы, вентиляционные каналы санузлов, труба дымохода, коммуникационные вводы санузлов и кухни, котел, насосы и другое оборудование системы отопления и горячего водоснабжения, система водоподготовки, приямок для ввода коммуникаций. Там же хранятся инструменты и садовый инвентарь.
Примененные в наружной отделке материалы обладают стойкостью к атмосферным явлениям, не подвержены коррозии, не образуют трещин и не требуют ухода в процессе эксплуатации. Воздухонепроницаемая теплоизолирующая оболочка исключает образование конденсата на внешней поверхности стен и крыши, пар не проникает в толщу стены и не конденсируется на её поверхности. Вентилируемый фасад защищает стены от намокания и отсыревания в течение всего срока службы. Двускатная крыша простой конфигурации покрыта профилированными листами из крашеной оцинкованной стали, аналогичным образом защищает панели крыши от промокания и конденсата и не требует ухода.
Естественные свойства конструкции обеспечивают превосходную шумоизоляцию. Мощная воздухонепроницаемая теплоизолирующая оболочка, образованная многослойной композитной отражающей теплоизоляцией, надежно защищает его от внешних шумов. Напольное покрытие, установленное поверх пористой подложки “теплого пола” препятствует распространению звуков шагов, спальни защищены звукоизоляцией перегородок.
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ И ИНЖЕНЕРНОЕ ОСНАЩЕНИЕ
Дом спроектирован в соответствии с принципами Passivhaus, которые определяют тепловой комфорт как один из главных факторов соответствия стандарту. Теплоизолирующая оболочка непрерывна, не имеет мостов холода, исключены сквозняки и холодные пятна. Правильное соотношение площади поверхности стен к площади дома обеспечивает минимум теплопотерь через ограждающие конструкции. Применены соответствующие стандарту Passivhaus окна. Воздухонепроницаемая оболочка образована непрерывным слоем композитной отражающей теплоизоляции с проклеенными стыками и местами ввода-вывода коммуникаций герметизирующей лентой.
За поддержание комфортной температуры и качества воздуха в доме отвечает климатическая система, которая поддерживает оптимальные условия путем автоматического управления температурой, влажностью и движением воздуха. В её состав входят солнечные коллекторы для нагрева воздуха и воды, твердотопливный котел, теплоаккумулятор, система отопления типа “излучающий водяной теплый пол” и децентрализованная система вентиляции. Все устройства объединены общей системой управления.
В
заимодействие климатической системы и термической оболочки здания минимизирует потребление энергии.
Источники энергии производят её как минимум столько, сколько необходимо для поддержания теплового комфорта. В ясные дни отопительного периода главный источник тепла — витраж на южном фасаде и солнечные коллекторы. Воздушные коллекторы напрямую нагревают воздух в доме, а водяные запасают тепло в теплоаккумуляторе для расхода в пасмурную погоду и после захода солнца. В случае необходимости к теплоаккумулятору подключается котел. Тепло, запасенное в теплоаккумуляторе, используется для горячего водоснабжения и подогрева пола.
Выбранный тип котла использует в качестве топлива биомассу — древесные пеллеты, брикеты или дрова.
При низких температурах приточный воздух из вентиляторов после рекуперации автоматически догревается до комнатной температуры встроенным в вентилятор низкотемпературным электронагревателем.
В летнее время наружные жалюзи на окнах и навес витража препятствуют попаданию прямых солнечных лучей внутрь дома, воздушный зазор вентилируемого фасада не дает стенам раскалиться под солнцем. Управляемые общей системой управления децентрализованные вентиляторы в ночное время наполняют дом прохладным свежим воздухом, а днем автоматически переходят в режим проветривания с рекуперацией, теплоизолирующая оболочка дома сохраняет прохладу. Рекуперация тепла вентиляторов в санузлах выполнена на противоточных теплообменниках. Расчет в РНРР и опыт эксплуатации подобных зданий показывает, что летний комфорт достигается без применения кондиционера, но в случае необходимости можно установить сплит-системы.
Эффективная теплоизоляция и использование солнечного тепла сводят интенсивность применения котла к необходимому минимуму. Это существенно повышает удобство, снижает стоимость эксплуатации и выбросы СО2.
Дом оснащен адаптивной системой управления потреблением энергии, которая следит за текущими и прогнозными значениями её потребления и притока, выдаёт рекомендации и управляет потреблением для достижения оптимальной энергоэффективности при обеспечении комфорта. Данные о потребленном и произведенном тепле и электрической энергии накапливаются и визуализируются для анализа работы систем дома. Текущий выбор источника энергии и режим работы климатической системы определяются автоматически, в зависимости от условий среды и уставок. В случае необходимости, возможна дистанционная ручная коррекция работы системы.
В доме установлена система управления и мониторинга (примерно то, что часто называют “умный дом”). Это набор датчиков и расходомеров и связанный с ними контроллер. Показания датчиков и расходомеров регистрируются контроллером и используются в цепи обратной связи системы управления для обеспечения согласованной работы оборудования дома и заданных значений температуры, качества воздуха и других составляющих комфорта. При возникновении нештатных ситуаций (задымление, протечка, несанкционированный доступ, выход параметров за границы допустимых диапазонов и уставок), вырабатываются управляющие сигналы для обеспечения соответствующих реакций оборудования и ответственных лиц. В зависимости от возникшей ситуации происходит автоматическое отключения подачи воды, электричества, котла, включаются аварийные сигналы и формируются уведомления соответствующим лицам. Контроллер связан с интернетом защищенным соединением, имеет свою веб-страницу, которая отражает текущие и исторические значения потребленных и накопленных ресурсов, состояние среды и инженерных систем дома.
Качество воздуха обеспечивает сбалансированная децентрализованная система вентиляции с рекуперацией тепла, состоящая из установленных попарно реверсивных вентиляторов. Вентиляторы координируют между собой фазы циклов через микромощное беспроводное соединение. В помещениях расположены датчики температуры, качества воздуха и присутствия, по показаниям которых контроллер системы управления домом принимает решения о режиме работы вентиляторов. В случае обнаружения в воздухе дыма, угарного или горючего газов, вентиляторы автоматически включаются в режим проветривания, активируются соответствующие сигналы.
Состав воды для пищевых и санитарных нужд доводится до показателей стандарта в системе водоподготовки, состоящей из фильтров грубой и тонкой очистки, умягчителя и системы обратного осмоса. Очищенная умягченная вода автоматически закачивается насосом в напорный бак в верхней части технического помещения и расходуется оттуда. Система обратного осмоса для подготовки питьевой воды установлена в кухне.
Дождевая вода собирается в подземный бак, фильтруется и используется для технических нужд: туалета, стирки, полива.
Сточные воды очищаются биологическими методами в системе автономной канализации и накапливаются для использования в технических целях.
Насыщенность бытовыми приборами обеспечит жильцам максимальные удобства. В доме будет применена бытовая техника с энергопотреблением не ниже класса АА и светодиодные источники света.
